Pasar tiempo en espacios verdes como parques ayuda a mejorar la capacidad de atención, la concentración y el bienestar, lo que se puede demostrar mediante mejoras en los patrones de pasos medidos al caminar en diferentes entornos.

Pero eso también se puede conseguir en otros entornos, como han descubierto investigadores de la Universidad de Bristol: las personas que se sentían más cómodas en entornos urbanos tenían patrones de pasos tan regulares como las personas que se sentían relajadas caminando en la naturaleza.

Calculando los pasos

Los hallazgos, publicados en PLOS ONE , muestran que más que ser una cualidad exclusiva de los entornos naturales, el factor clave de un entorno es lo cómodas que se sienten las personas en él y eso define lo beneficioso que es para el bienestar. Esto significa que un entorno urbano bien diseñado puede ser igualmente beneficioso para la concentración y la atención que el entorno natural.

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Si andas una media de 4 400 pasos al día la mortalidad para cualquier causa disminuye

Según explica la autora principal del estudio, Daria Burtan, de la Facultad de Ciencias Psicológicas de Bristol:

A medida que nuestras facultades cognitivas comienzan a declinar en la vejez, los patrones de pasos que hacemos con nuestros pies se vuelven más lentos y más variables, en relación con cuando somos más jóvenes en el mejor momento de nuestra salud. Descubrimos que lo mismo sucedió cuando la gente caminaba hacia imágenes de escenas urbanas y de la naturaleza con las que no se sentían cómodas; sus patrones de paso se volvían más lentos y variados, en relación con cuando miraban escenas que les parecían cómodas y que les gustaban. Esto no solo sugiere que los entornos en los que nos sentimos cómodos y seguros, imponen menos demandas de procesamiento en nuestros cerebros; demuestra cómo medir la dinámica en tiempo real de nuestra marcha nos proporciona una nueva y poderosa herramienta para informar sobre los impactos cognitivos de arquitectura y diseño urbano.

Los estudios de neurociencia anteriores han demostrado que el sueño juega un papel importante en la consolidación de la memoria. Este nuevo estudio va un poco más allá.

Investigadores de la Universidad de Ginebra, en Suiza, han llevado a cabo recientemente un estudio destinado a investigar las formas en que el cerebro selecciona recuerdos que serán reprocesados ​​durante el sueño.

Sus hallazgos, presentados en Nature Communications, sugieren que el cerebro tiende a priorizar la consolidación de recuerdos o experiencias de vida con alta relevancia motivacional, es decir, aquellas asociadas con recompensas.

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Hemos empezado a entender el propósito de soñar y es todavía más importante de lo que imaginábamos

Ventajas evolutivas

Los investigadores llevaron a cabo sus experimentos en 26 participantes sanos. Se solicitó a los participantes que jugaran dos juegos. El primero, denominado juego de caras, fue diseñado específicamente para activar la red cerebral especializada en el procesamiento de información facial. El segundo, llamado el juego del laberinto, es un juego que activa las regiones del cerebro involucradas en la navegación espacial.

En el juego de caras, los participantes tenían que identificar una cara específica basándose en una serie de señales que se les proporcionaban. En el juego del laberinto, se les pidió que encontraran la salida de un laberinto, usando algunas flechas de guía.

Usando técnicas de decodificación cerebral y resonancia magnética funcional, se demostró que los patrones específicos de actividad cerebral observados en los participantes mientras estaban despiertos reaparecían espontáneamente durante el sueño de ondas lentas. Curiosamente, estos patrones fueron los que se sabe que están asociados con recibir una recompensa por un comportamiento positivo:

Desde una perspectiva evolutiva, los individuos deben retener información que promueva la supervivencia, como evitar peligros, encontrar comida u obtener elogios o dinero. Aquí, probamos si las representaciones neuronales de los eventos recompensados ​​(en comparación con los no recompensados) tienen prioridad para la reactivación durante el sueño.

Las ondas de arena del desierto arrastradas por el viento siguen un curso sinuoso que se asemeja a las rayas de una cebra o un pez marino. En las conchas en forma de enrejado de las criaturas marinas microscópicas vemos los mismos ángulos e intersecciones que en las paredes de burbujas en una espuma. Las bifurcaciones del relámpago reflejan las ramas de un río o un árbol.

El mundo natural parece concebido por patrones universales, y algunas formas parecen más comunes que otras. Eso es lo que explica Phillip Ball en su libro The Self-made Tapestry.

Formas y patrones

La naturaleza comúnmente teje su tapiz mediante la autoorganización, sin emplear un plan maestro o anteproyecto, sino mediante interacciones simples y locales entre sus componentes, ya sean granos de arena, moléculas en difusión o células vivas, que dan lugar a patrones espontáneos.

Muchos de estos patrones son universales: espirales, manchas y rayas, ramas, panales.

En cierto modo, el libro de Ball es una ramificación de un clásico: Sobre el crecimiento y la forma, de D'Arcy Thompson:

Sobre el crecimiento y la forma, la mayor obra en prosa de la ciencia del siglo XX, destaca el papel de la física y la mecánica en la determinación de la forma y la estructura de los organismos. Thompson se revela como un gran científico sensible a la fascinación y belleza del mundo natural con un estilo que ha llevado a la prensa especializada a calificar su obra de «tan buena literatura como ciencia. un discurso sobre la ciencia como si se tratara de una cuestión de la humanidad».

Adrian Bejan, profesor de la Ingeniería Mecánica en la Universidad de Duke, tiene otro libro simular: Shape and Struture, from Engineering to Nature.

En él solo aborda tres formas naturales: las redes aborescentes (pulmones, cuencas de ríos, etc.), la sección circular (de los vasos sanguíneos) y la sección en forma de corte de sandía de los ríos.

Quizá el libro reciente más curioso sobre este tema sea el de Jorge Wagensberg: La rebelión de las formas:

A nuestro alrededor, un número enorme de objetos parece compartir un reducidísimo número de formas: aunque no tenía por qué ser así, la naturaleza exhibe ritmo y armonía. Además, aunque tampoco tenía por qué ser así, la naturaleza parece inteligible. En este ensayo vibra la ambición de tratar la perplejidad que estas comprobaciones pueden suscitar. ¿Por qué ciertas formas (esferas, hexágonos, espirales, hélices, parábolas, conos, ondas, catenarias y fractales) son especialmente frecuentes? ¿Por qué justamente éstas y no otras? ¿Cómo emergen? ¿Cómo perseveran?

Según Wagensberg, cada una de estas formas tan frecuentes suele aparecer para ejercer una función principal: la esfera protege, el hexágono pavimenta, la espiral empaqueta, la hélice agarra, la punta penetra, la onda desplaza, la parábola emite y recibe, la catenaria aguanta y los fractales colonizan.

Un autor casi desconocido, de hecho, trató de escribir una novela dedicada a cada una de estas formas. Podéis saber más de él en el siguiente vídeo:

No es difícil imaginar una sociedad futura en la que se monitorice lo que uno piensa que diría, para pillar in fraganti a los que solo están fingiendo, recurriendo al lenguaje políticamente correcto.

Ya existen varios experimentos en los que, tras colocar electrodos en un cerebro, se pueden registrar patrones de neuronas que se activan cuando el sujeto escucha palabras, pronuncia palabras e incluso imagina palabras. El más novedoso y espectacular de todos ellos es el siguiente, en el que se han empleado redes neuronales.

Más allá de las palabras

En el estudio Towards reconstructing intelligible speech from the human auditory cortex, un grupo de investigadores reprodujo grabaciones de personas hablando a pacientes con epilepsia que estaban en mitad de una cirugía cerebral.

Mientras los pacientes escuchaban los archivos de sonido, los investigadores registraron neuronas que se activaban en las partes del cerebro de los pacientes que procesaban el sonido. A continuación, mediante algoritmos de inteligencia artificial, se logró traducir ese registro de neuronas y pasarlo por un vocoder, que sintetiza voces humanas, con un 75 por ciento de inteligibilidad. Las palabras habían sido sacadas directamente del cerebro de los sujetos analizados.

Realizar el mismo procedimiento para extraer palabras que solo se piensan pero no se verbalizan es un poco más complicado, pero se están haciendo ya algunos progresos en ese sentido.

Esto también sienta las bases para ayudar a las personas que no pueden hablar, como las que viven con esclerosis lateral amiotrófica (ELA) o que se están recuperando de un derrame cerebral.

Cual capítulo de Black Mirror, imaginemos que todos acabaremos llevando un electrodo que registra los patrones de nuestras neuronas, que esos patrones se almacenarán en una app de nuestro teléfono móvil y que, en caso de disputa jurídica, se enviarán a la nube para ser descodificados por una inteligencia artificial. Así, en el contexto de cualquier conflicto, podrán saberse exactamente las palabras que se dijeron, las que se escucharon e incluso las que se imaginaron pero no se llegaron a verbalizar. Esta es la clase de litigio ideal para un fiscalizador de palabras, no de intenciones. Sin embargo, la verdadera revolución pasaría por no descodificar las palabras, sino lo que el sujeto quiere hacer con ellas. Por el momento, esa caja negra queda a resguardo incluso de las inteligencias artificiales más escrutadoras.

Con el propósito de hallar patrones genéticos, cada vez más expertos están recurriendo a una forma de aprendizaje automático llamada aprendizaje profundo o deep learning. Los defensores del enfoque dicen que los algoritmos de aprendizaje profundo incorporan menos suposiciones explícitas sobre cómo deberían ser las firmas genéticas de la selección natural que los métodos estadísticos convencionales.

Identificar dónde y cómo está evolucionando el genoma humano es una ímproba tarea. El genoma de cada persona contiene tres mil millones de bloques de construcción llamados nucleótidos, y los investigadores deben recopilar datos de miles de personas para descubrir patrones que indican cómo los genes han sido moldeados por las presiones evolutivas.

Deep Learning

Gran parte de la revolución de la Inteligencia Artificial la está protagonizando el Deep Learning (aprendizaje profundo), sobre todo en el campo de la traducción, el reconocimiento de voz, el reconocimiento de imágenes y los juegos. Y ahora también la comprensión de la genética.

Una herramienta de aprendizaje profundo llamada "DeepSweep", desarrollada por investigadores del Instituto Broad y MIT de Harvard en Cambridge, Massachusetts, ha marcado 20.000 nucleótidos individuales para estudios adicionales. Algunas o todas estas simples mutaciones pueden haber ayudado a los humanos a sobrevivir a enfermedades o condiciones de vida.

Si surge una mutación que hace que una persona sea más capaz de sobrevivir y producir descendencia que sus congéneres, el porcentaje de la población con esa variante genética crecerá con el tiempo. Un ejemplo es la mutación que brinda a muchos adultos la capacidad de tomar leche de vaca.

Al analizar los genomas humanos con métodos estadísticos, los investigadores descubrieron que la mutación se propagó rápidamente a través de las comunidades en Europa hace miles de años, probablemente porque los nutrientes en la leche de vaca ayudaron a las personas a producir niños saludables. Hoy en día, casi el 80% de las personas de ascendencia europea tienen esta variante.

Sin embargo, los genetistas han luchado para identificar y confirmar otros fragmentos específicos del genoma que se diseminaron a lo largo de las poblaciones porque brindaron una ventaja adaptativa. El aprendizaje profundo se destaca en este tipo de tareas: descubrir patrones sutiles ocultos en grandes cantidades de datos.

Los creadores de DeepSweep entrenaron su algoritmo en firmas de selección natural que insertaron en genomas simulados. A continuación, analizaron los datos del 1000 Genomes Project, una iniciativa internacional que secuenciaba el ADN de 2.504 personas en todo el mundo, utilizando un método estadístico para identificar regiones que podrían estar bajo presión evolutiva. Estos representan aproximadamente un tercio de los tres mil millones de bloques de construcción que comprenden el genoma humano. A continuación, DeepSweep evaluó cada región. Al final del análisis, había entregado una lista de 20.000 mutaciones únicas para explorar en el futuro.

En un reciente estudio, publicado en PNAS, se registró la actividad eléctrica de los cerebros de un grupo de voluntarios mientras escuchaban patrones rítmicos ejecutados en tonos bajos y agudos.

El estudio descubrió que, mientras escuchaban estos patrones, las actividades cerebrales de los voluntarios y la estructura rítmica del sonido se sincronizaron, particularmente a la frecuencia del ritmo.

Ritmo

Lo que sugiere esta nueva investigación liderada por el Instituto MARCS de la Universidad de Western Sydney, pues, es que a menudo sacudamos la cabeza o movamos los pies al compás de la música tiene mucho que ver con la forma en que nuestro cerebro procesa los sonidos de baja frecuencia. Por consiguiente, el bajo explota un mecanismo neurofisiológico en el cerebro, esencialmente forzándolo a aferrarse al ritmo.

Más allá de la curiosidad anecdótica, estos hallazgos también podrían ser importantes en la rehabilitación clínica. Según explica Peter Keller, del Instituto MARCS:

La música se utiliza cada vez más en la rehabilitación clínica de trastornos cognitivos y motores causados ​​por daño cerebral y estos hallazgos, y una mejor comprensión de la relación entre música y movimiento, podrían ayudar a desarrollar dichos tratamientos.

Imagen | Larry Ziffle

Como podéis ver en el siguiente vídeo, que os dejara mesmeriados como un conejo frente a los faros de un coche, Paul Lemiski usa electricidad para quemar hermosos diseños de ramas en la superficie de sus piezas de madera hechas a mano y muebles de madera personalizados, incluyendo mesas de comedor únicas, mecedoras, y mucho más.

Figuras de Lichtenberg

Utilizando herramientas que crean descargas eléctricas, Lemiski crea los patrones etéreos, conocidos como figuras de Lichtenberg, en cuestión de segundos.

Se llaman así por el físico alemán Georg Christoph Lichtenberg, quien inicialmente las descubrió y las estudió. Aunque Lichtenberg sólo estudió las figuras bidimensionales que se producían en la superficie de los dieléctricos, los modernos investigadores de las altas tensiones estudian las figuras (arborescencias eléctricas) bi y tridimensionales, sobre y dentro de los materiales aislantes.

Los patrones ramificados y autosimilares observados en las figuras de Lichtenberg exhiben propiedades fractales. Frecuentemente se desarrollan figuras de Lichtenberg durante la ruptura o disrupción eléctrica en sólidos, líquidos y hasta en gases. Su aparición y crecimiento parecen estar relacionados con un proceso llamado "agregación por difusión limitada" o DLA.

Los perros son tan sensibles a nuestro comportamiento que, según un nuevo estudio, incluso cambian su manera de relacionarse con nosotros en función de si nos comportamos bien o mal con otras personas.

En este estudio de la Universidad de Kyoto dirigido por el psicólogo James Anderson también señala que este rasgo no solo la poseen los perros, sino los monos capuchinos.

Emociones y empatía animal

Ya sabíamos que los bebés, antes de recibir una educación por parte de los padres, ya juzgan moralmente a los demás, lo que revela que todos nacemos con unos patrones de moral innata que se adaptan al entorno. Lo que se ha querido sugerir con este estudio publicado en Neuroscience & Biobehavioral Reviews es que estos patrones también están en otras especies.

Las evaluaciones empezaron con los monos capuchinos, a fin de comprobar si mostraban preferencia por personas que ayudan a otras personas. Para ello, mostraron a los monos cómo un actor se esforzaba por abrir un contenedor con un juguete dentro. A continuación, un segundo actor podía colaborar con el primero o negarse a hacerlo.

Finalmente, ambos actores ofrecían comida a los monos. Cuando el actor había sido colaborador, el mono no mostraba ninguna preferencia entre aceptar la comida del primer o del segundo actor. Pero cuando éste se había negado a ayudar, el mono aceptó más a menudo la comida del primer actor.

Este mecanismo sería usado también por los monos incluso en sus propias comunidades, según el primatólogo Frans de Waal, de la Universidad de Emory, Georgia: "Lo más probable es que si estos animales pueden detectar tendencias cooperativas en humanos, también pueden hacerlo en sus compañeros primates".

También en perros

Éstas y otras pruebas también se llevaron a cabo en perros, obteniéndose los mismos resultados. James Anderson ha señalado que estas acciones revelan funciones cerebrales mucho más complejas en los perros.

Creo que en los humanos existe cierta sensibilidad hacia comportamientos antisociales y esta, mediante la cultura y enseñanza, se convierte en el sentido de moralidad. Los perros se han mezclado tanto en la cultura humana que han aprendido no sólo a responder ante este comportamiento frente a otros perros, sino que también reconocen estos patrones en humanos.

El ser humano está diseñado (o más bien ha sido seleccionado por la evolución darwiana) para estar de pie, para andar, para moverse, y no tanto para estar sentado.

Solo andar tres kilómetros diarios incluso es bueno para nuestro cerebro, aunque probablemente también lo es para otras partes de nuestro cuerpo, como se publicó en un estudio en Frontiers in Aging Neuroscience. Como explica también Dean Burnet en su libro El cerebro idiota:

Nuestros esqueletos han evolucionado para posibilitar largos periodos andando, pues la disposición y las propiedades de nuestros pies, piernas, caderas y forma en general del cuerpo son idóneas para la ambulación frecuente. Pero no se trata solamente de la estructura de nuestros cuerpos; es como si estuviéramos "programados" para andar sin ni siquiera implicar a nuestro cerebro en ello.

A lo que se refiere Burnet es que incluso disponemos de grupos nerviosos en nuestras médulas espinales que ayudan a controlar nuestra locomoción sin participación consciente.

Estos racimos nervisosos se llaman generadores de patrones locomotores y se encuentran en las partes inferiores de la médula, en el sistema nervioso central. Dichos generadores estimulan los músculos y los tendones de las piernas para que se muevan conforme a unos patrones específicos (de ahí su nombre) produzcan así el movimiento ambulatorio. También reciben la información que les llega de vuelta de los músculos, los tendones, la piel y las articulaciones (por ejemplo, aquella con la que detectan si estamos bajando una cuesta) para que podamos retocar y ajustar la manera de movernos con el fin de adaptarla a la nueva situación.

Esta habilidad para desplazarnos sin pensar demasiado en ello fue crucial a la hora de dejar atrás potenciales depreadores y asegurar la supervivencia.

Permanecer demasiado tiempo sentado, por el contrario, solo acarraea problemas, incluso a nivel interdiscal, pues la presión en superior en esa postura. Si apoyamos la espalda en el respaldo del sofá, por ejemplo, podemos reducir esa presión intradiscal.

Además, la falta de actividad física y la mala alimentación son la segunda causa de muerte en el mundo después del tabaquismo. Según un informe publicado en 2010, la inactividad física provoca 3,2 millones de muertes prematuras cada año.

Existe el mito de que si dormimos bañados por la luz de la luna entonces nos comportaremos de forma anómala. De ahí procede también la palabra "lunático". Y para comprobar hasta qué punto existía una correlación entre ambos fenómenos, en el año 2013, un neurocientífico de la Universidad de Basilea llamado Christian Cajochen, analizó los datos de diversos experimentos que se habían realizado en el laboratio del sueño de su universidad.

Lo que descubrió fue inesperado.

Cajochen descubrió que diversos voluntarios eran conectados a un aparato de EEG y se les controlaba el sueño durnte toda la noche. Fijándose en la fecha de cada sesión, pudo deducir en qué ciclo lunar estaban los sujetos. Finalmente, contrastó esta información con los patrones de sueño de los sujetos.

Los sujetos que se encontraban más o menos en el momento de la luna llena, dormían unos 20 minutos menos, les costaba cinco minutos más dormise y tenían un 30% menos de sueño profundo a lo largo de la noche. Abunda en estos resultados Richard Wiseman en su libro Escuela nocturna:

¿Cuál podía ser la explicación de un efecto tan poco habitual? Los patrones no guardaban ninguna relación con el ciclo menstrual en el caso de las mujeres, y ningún participante podía ver la luna durante la noche. Cajochen se inclinó por una hipótesis evolutiva, según la cual los patrones de sueño más ligero en el momento de la luna llena podrían haber ayudado a nuestros ancestros a resguardarse de los depredadores que podían ver mejor a la luz de la luna.

¿Una hipótesis demasiado aventurada? ¿Una correlación espúrea o escasamente significativa? Tal vez habrá que continuar investigando.
Imagen | Sean MacEntee